JP3730830B2

JP3730830B2 - 電気化学ディバイス用電解液

Info

Publication number: JP3730830B2
Application number: JP2000069203A
Authority: JP
Inventors: 辻岡　　章一; 高瀬　　浩成; 幹弘高橋; 博美杉本
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 2000-03-13
Filing date: 2000-03-13
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2020-03-13
Also published as: JP2001256998A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リチウム電池、リチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ等の電気化学ディバイス用として利用される安全性の改良された電解液に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年の携帯機器の発展に伴い、その電源として電池やキャパシタのような電気化学的現象を利用した電気化学ディバイスの開発が盛んに行われるようになった。また、電源以外の電気化学ディバイスとしては、電気化学反応により色の変化が起こるエレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）が挙げられる。
【０００３】
これらの電気化学ディバイスは、一般に一対の電極とその間を満たす電解液から構成される。この電解液には溶媒と電解質と呼ばれるカチオン（Ａ⁺）とアニオン（Ｂ^-）からなる塩類（ＡＢ）を溶解したものが用いられる。この溶媒としては、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジメトキシエタンなどの有機溶媒がよく用いられているが、これらは引火点が低く、引火のおそれがあることから、最近では火災等に対する安全性の問題より、かかる可燃性電解液を用いることは、好まれない状況になってきている。
【０００４】
一方、フロンなどのように分子中にフッ素原子を持つ含フッ素有機溶媒は、不燃性、または難燃性であるため、安全性の面では優れた溶媒ではあるが、一般に誘電率が低いため、電解質として用いられる塩類（例えば、ＬｉＰＦ₆ 、ＬｉＢＦ₄ 、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃ 、ＬｉＮ(ＣＦ₃ＳＯ₂)₂、ＬｉＳｂＦ₆ およびＬｉＣｌＯ₄ 等）を全く溶解する能力がないため、電解液としての使用は困難であった。
【０００５】
【問題点を解決するための具体的手段】
本発明者らは、かかる従来技術の問題点に鑑み鋭意検討の結果、新規の化学構造的な特徴を有する電解質と含フッ素有機溶媒を組み合わせることにより優れたディバイス性能を有する難燃性の電解液を見出し本発明に到達したものである。
【０００６】
すなわち本発明は、有機電解液を使用する電気化学ディバイスにおいて、有機電解液の主溶媒として含フッ素有機溶媒を用い、かつ電解質が一般式（１）で示される化学構造式よりなる化合物を含み、
【０００７】
【化２】
【０００８】
この式中のＡ^a+は、Ｌｉイオン、Ｍは、Ｂ、またはＰ、ａは、１、ｂは、１、ｐは、１、ｍは、１〜３、ｎは、０〜４、ｑは、０または１をそれぞれ表し、Ｘ¹は、Ｏ、Ｒ¹とＲ²は、それぞれ独立で、Ｈ、Ｃ₁〜Ｃ₁₀のアルキル、またはＣ₁〜Ｃ₁₀のハロゲン化アルキル、Ｒ³は、Ｃ₁〜Ｃ₁₀のアルキレン、Ｃ₁〜Ｃ₁₀のハロゲン化アルキレン、Ｃ_６〜Ｃ₂₀のアリール、またはＣ_６〜Ｃ₂₀のハロゲン化アリール、Ｒ⁴は、ハロゲン、をそれぞれ表し、さらには、主溶媒である含フッ素有機溶媒が、フッ素を含有するカーボネート類、エステル類、エーテル類、ラクトン類、ニトリル類、アミド類、またはスルホン類のうちの少なくとも一つからなり、また、電解質の解離促進剤として、誘電率１以上のヘテロ元素を含有する有機化合物を含有したことを特徴とするリチウム電池及びリチウムイオン電池用電解液を提供するものである。
【０００９】
なお、本発明で用いるアルキル、フッ素化アルキル、アリール、ハロゲン化アリール、アルキレン、フッ素化アルキレン、アリーレン、フッ素化アリーレンは、分岐や水酸基、エーテル結合等の他の官能基を持つものも含む。
【００１０】
以下に、本発明をより詳細に説明する。
【００１１】
本発明は、新規の化学構造的な特徴を有する電解質と含フッ素有機溶媒を組み合わせにより成り立つものであるが、ここで、まず、電解質として使用される一般式（１）で示される化合物の具体例を次に示す。
【００１２】
【化３】
【００１３】
ここではＡ^a+としてリチウムイオンが挙げられる。
【００１５】
本発明で用いる電解質は、イオン性金属錯体構造を採っており、その中心となるＭは、遷移金属、周期律表のIII族、IV族、またはV族元素から選ばれる。好ましくは、Ａｌ、Ｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｂｉ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｃ、Ｈｆ、またはＳｂのいずれかであり、さらに好ましくは、Ｂ、またはＰである。種々の元素を中心のＭとして利用することは可能であるが、Ａｌ、Ｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｂｉ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｃ、Ｈｆ、またはＳｂの場合、比較的合成も容易であり、さらにＢ、またはＰの場合、合成の容易性のほか、低毒性、安定性、コストとあらゆる面で優れた特性を有する。
【００１６】
次に、本発明で用いる電解質（イオン性金属錯体）の特徴となる配位子の部分について説明する。以下、ここではＭに結合している有機または無機の部分を配位子と呼ぶ。
【００１７】
一般式（１）中のＸ¹は、Ｏ、であり、これらのヘテロ原子を介してＭに結合する。ここで、Ｏ、以外で結合することは、不可能ではないが合成上非常に煩雑なものとなる。この化合物の特徴として同一の配位子内にＸ¹以外のカルボキシル基（−ＣＯＯ−）によるＭとの結合があるため、これらの配位子がＭとキレート構造を構成している。このキレートの効果により、この化合物の耐熱性、化学的安定性、耐加水分解性が向上している。この配位子中の定数ｑは、０または１であるが、特に、０の場合はこのキレートリングが五員環になるため、キレート効果が最も強く発揮され安定性が増すため好ましい。また、カルボキシル基による電子吸引効果により中心のＭの負電荷が分散し、アニオンの電気的安定性が増すため、非常にイオン解離しやすくなり、溶媒への溶解度やイオン伝導度、触媒活性などが大きくなる。また、その他の耐熱性、化学的安定性、耐加水分解性も向上する。
【００１８】
Ｒ¹とＲ²は、それぞれ独立で、Ｈ、ハロゲン、Ｃ₁〜Ｃ₁₀のアルキル、またはＣ₁〜Ｃ₁₀のハロゲン化アルキルから選ばれるものよりなるが、好ましくはＲ¹とＲ²の少なくとも一方がフッ素化アルキルであり、さらに好ましくは、Ｒ¹とＲ²の少なくとも一方がトリフルオロメチル基である。Ｒ¹とＲ²に電子吸引性のハロゲンやハロゲン化アルキルが存在することにより、中心のＭの負電荷が分散し、アニオンの電気的安定性が増すため、非常にイオン解離しやすくなり、溶媒への溶解度やイオン伝導度、触媒活性などが大きくなる。また、その他の耐熱性、化学的安定性、耐加水分解性も向上する。特にこのハロゲンがフッ素の場合がより効果が大きく、さらにはトリフルオロメチル基の場合が最も効果が大きくなる。
【００１９】
Ｒ³は、Ｃ₁〜Ｃ₁₀のアルキレン、Ｃ₁〜Ｃ₁₀のハロゲン化アルキレン、Ｃ _６〜Ｃ₂₀のアリール、またはＣ _６〜Ｃ₂₀のハロゲン化アリールから選ばれるものよりなるが、好ましくは中心のＭとキレートリングを形成したとき、５〜１０員環を作るものが好ましい。１０員環よりも大きい場合はキレート効果が小さくなるため、好ましくない。また、Ｒ³が水酸基やカルボキシル基を構造内に有する場合は、この部分でさらに、中心のＭに結合を作ることも可能である。
【００２０】
Ｒ⁴は、ハロゲンよりなるが、好ましくはフッ素が好ましい。
【００２４】
また、ここまでに説明した配位子の数に関係する定数ｍおよびｎは、中心のＭの種類によって決まってくるものであるが、ｍは１から３、ｎは０から４が好ましい。
【００２５】
以上のような電解質はその構造から由来する特性により、従来の電解質がほとんど溶解しなかった含フッ素有機溶媒に対して非常に高い溶解度を有する。このことを利用することにより、従来は不可能であった難燃性の電解液を構成することが可能となる。
【００２６】
次に、本発明で用いる含フッ素有機溶媒としては、引火点が１００℃以上のものであればよく、好ましくは、フッ素を含有するカーボネート類、エステル類、エーテル類、ラクトン類、ニトリル類、アミド類、またはスルホン類が挙げられ、さらに好ましくはフッ素含有量が５０％以上のものであり、さらに好ましくは使用する電解質が有する配位子と共通の部分を持つものがよい。本発明の目的である電気化学的ディバイスを安全に使用するには、含フッ素有機溶媒の引火点が１００℃であることが必要であり、また、カーボネート類、エステル類、エーテル類、ラクトン類、ニトリル類、アミド類、またはスルホン類のようにヘテロ元素を含有するもののほうが溶解力が高く、さらには、電解質が有する配位子と共通の部分を持つものがより溶解力が高いため好ましい。
【００２７】
具体的には、ＣＨ₃ＯＣＯＯＣＨ₂ＣＦ₃、ＣＨ₃ＯＣＯＯＣＨ₂ＣＦ₂ＣＦ₃、ＣＨ₃ＯＣＯＯＣＨ（ＣＦ₃）₂、Ｃ₂Ｈ₅ＯＣＯＯＣＨ₂ＣＦ₃、Ｃ₂Ｈ₅ＯＣＯＯＣＨ₂ＣＦ₂ＣＦ₃、Ｃ₂Ｈ₅ＯＣＯＯＣＨ（ＣＦ₃）₂、（ＣＦ₃）₂ＣＨＯＣＯＯＣＨ（ＣＦ₃）₂、ＣＦ₃ＣＨ₂ＯＣＯＯＣＨ₂ＣＦ₃等の鎖状の含フッ素カーボネート、
【００２８】
【化４】
【００２９】
等の環状の含フッ素カーボネート、
（ＣＦ₃）₂ＣＨＯＣＨ₃ 、Ｃ₄Ｆ₉ＯＣＨ₃、ＣＦ₃ＣＦＨＣＦ₂ＯＣＨ₃ 、ＣＦ₃ＣＦ₂ＣＨ₂ＯＣＦ₂ＣＦ₂Ｈ、ＨＣＦ₂ＣＦ₂ＯＣＨ₃、ＨＣＦ₂ＣＦ₂ＯＣ₂Ｈ₅ 、ＣＦ₃ＣＨ₂ＯＣＨ₂ＣＦ₃、Ｃ₃Ｆ₇ＯＣＨＦＣＦ₃ 、（ＣＦ₃）₂ＣＨＯＣＨ₂Ｆ、ＣＦ₃ＣＨ₂ＯＣ₂Ｈ₄ＯＣＨ₂ＣＦ₃等の鎖状の含フッ素エーテル、
【００３０】
【化５】
【００３１】
等の環状の含フッ素エーテル、
ＣＦ₃ＣＯＯＣ₂Ｈ₅ 、Ｃ₄Ｆ₉ＣＯＯＣＨ₃、Ｃ₃Ｆ₇ＣＯＯＣＨ₃、等の含フッ素エステル、
【００３２】
【化６】
【００３３】
等の含フッ素ラクトン、
ＣＦ₃ＣＯＮＨＣＨ₂ＣＨ₂ＣＦ₃、Ｃ₃Ｆ₇ＣＯＮ（ＣＨ₃）₂、等の含フッ素アミド、
ＣＨ₂ＦＣＮ、ＣＦ₃ＣＨＦＣＮ、（ＣＦ₂）₄（ＣＮ）₂等の含フッ素ニトリル、等が利用できる。
【００３４】
これらの含フッ素有機溶媒に対して、本発明の電解質は、非常に高い溶解度を持つが、フッ素含量の高い含フッ素有機溶媒は、一般に誘電率及びドナー性が低いため、イオン解離を阻害することにより、電気化学的ディバイスに必要なイオン伝導度が低くなるという問題点がある。そこで、本発明の電解液中に電解質の解離促進剤として、誘電率１以上のヘテロ元素を含有する有機化合物を添加する方法を採れば、伝導度を向上させることが可能となる。この解離促進剤としては非プロトン性の有機化合物が好ましく、例えば、カーボネート類、エステル類、エーテル類、ラクトン類、ニトリル類、アミド類、またはスルホン類等が使用できる。また、単一の化合物だけでなく、二種類以上の混合でもよい。具体例としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジメトキシエタン、アセトニトリル、プロピオニトリル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、ニトロメタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、γ−ブチロラクトン、ポリエチレンオキシドを主鎖または側鎖に持つポリマー、メタクリル酸エステルポリマー、ポリアクリロニトリル等を挙げることができる。ただし、これらの解離促進剤は、可燃性の物質であるため、添加量としては電解液中に５０ｖｏｌ％以下が好ましい。これらの誘電率の高い解離促進剤を添加すると一般的に使用されるＬｉＰＦ₆ 、ＬｉＢＦ₄ 、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃ 、ＬｉＮ(ＣＦ₃ＳＯ₂)₂、ＬｉＳｂＦ₆ およびＬｉＣｌＯ₄ 等の電解質も含フッ素有機溶媒中に溶解するように思われるが、電解質のない状態では混合可能な場合でもこれらの電解質を加えることにより、含フッ素有機溶媒と解離促進剤が相分離するため、電解液として使用できない。
【００３５】
電解質の濃度は、０．１ｍｏｌ／ｄｍ³以上、飽和濃度以下が好ましく、より好ましくは、０．５〜１．５ｍｏｌ／ｄｍ³である。０．１ｍｏｌ／ｄｍ³より濃度が低いとイオン伝導度が低いため好ましくない。
【００３６】
本発明の電解液を用いて電気化学ディバイスを構成する場合、その基本構成要素としては、電解液、負極、正極、集電体、セパレーターおよび容器等から成る。
【００３７】
負極材料としては、特に限定されないが、リチウム電池の場合、リチウム金属やリチウムと他の金属との合金が使用される。また、リチウムイオン電池の場合、ポリマー、有機物、ピッチ等をを焼成して得られたカーボンや天然黒鉛、金属酸化物等のインターカレーションと呼ばれる現象を利用した材料が使用される。電気二重層キャパシタの場合、活性炭、多孔質金属酸化物、多孔質金属、導電性ポリマー等が用いられる。
【００３８】
正極材料としては、特に限定されないが、リチウム電池及びリチウムイオン電池の場合、例えば、ＬｉＣｏＯ₂ 、ＬｉＮｉＯ₂ 、ＬｉＭｎＯ₂ 、ＬｉＭｎ₂ Ｏ₄ 等のリチウム含有酸化物、ＴｉＯ₂ 、Ｖ₂ Ｏ₅ 、ＭｏＯ₃ 等の酸化物、ＴｉＳ₂ 、ＦｅＳ等の硫化物、あるいはポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリアニリン、およびポリピロール等の導電性高分子が使用される。電気二重層キャパシタの場合、活性炭、多孔質金属酸化物、多孔質金属、導電性ポリマー等が用いられる。
【００３９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はかかる実施例により限定されるものではない。
【００４０】
実施例１
ホウ酸リチウム誘導体
【００４１】
【化７】
【００４２】
を１０％のジメチルカーボネートを含有するジ（ヘキサフルオロイソプロピル）カーボネート
【００４３】
【化８】
【００４４】
に溶解して、濃度０．３ｍｏｌ／ｄｍ³の電解液を調製し、交流二極式セルによりイオン伝導度を測定した。その結果、２５℃でのイオン伝導度は、０．９１ｍＳ／ｃｍであった。また、この電解液をろ紙にしみ込ませ、炎をあてて燃焼試験を行ったが全く燃焼しなかった。
【００４５】
次にこの電解液を用いてＬｉＣｏＯ₂を正極材料としてハーフセルを作製し、実際に電池の充放電試験を実施した。試験用セルは以下のように作製した。重量割合で、ＬｉＣｏＯ₂粉末９０％、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）５％、導電材としてアセチレンブラック５％を混合し、さらにＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを添加し、ペースト状にした。このペーストをアルミニウム箔上に塗布して、乾燥させることにより、試験用正極体とした。負極にはリチウム金属を使用した。そして、グラスファイバーフィルターをセパレーターとしてこのセパレータに電解液を浸み込ませてセルを組み立てた。
【００４６】
定電流充放電試験は、以下のような条件で実施した。充電、放電ともに電流密度０．３５ｍＡ／ｃｍ² で行い、充電は、４．２Ｖ、放電は、３．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ⁺ ）まで行った。その結果、初回の放電容量は、１１２ｍＡｈ／ｇ（正極の容量）であった。また、２０回充放電を繰り返したが２０回目の容量は初回の９１％という結果が得られた。
【００４７】
さらに、この電解液を用いて天然黒鉛を負極材料としてハーフセルを作製し、実際に電池の充放電試験を実施した。試験用セルは以下のように作製した。天然黒鉛粉末９０％、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）１０％を混合し、さらにＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを添加し、スラリー状にした。このスラリーをニッケルメッシュ上に塗布して、１５０℃で１２時間乾燥させることにより、試験用負極体とした。対極にはリチウム金属を使用した。そして、グラスファイバーフィルターをセパレーターとしてこのセパレータに電解液を浸み込ませてハーフセルを組み立てた。次のような条件で定電流充放電試験を実施した。充電、放電ともに電流密度０．３ｍＡ／ｃｍ² で行い、充電は０．０Ｖ、放電は１．５Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ⁺ ）まで行った。その結果、初回の放電容量は、３３０ｍＡｈ／ｇであった。また、２０回充放電を繰り返したが２０回目の容量は初回の９３％という結果が得られた。
【００４８】
実施例２
実施例１で用いたホウ酸リチウム誘導体を５％のプロピレンカーボネートを含有する２，２−ビス（トリフルオロメチル）−１，３−ジオキソラン
【００４９】
【化９】
【００５０】
に溶解して、濃度０．５ｍｏｌ／ｄｍ³の電解液を調製し、交流二極式セルによりイオン伝導度を測定した。その結果、２５℃でのイオン伝導度は、１．０２ｍＳ／ｃｍであった。また、この電解液をろ紙にしみ込ませ、炎をあてて燃焼試験を行ったが全く燃焼しなかった。
【００５１】
実施例３
以下に示したホウ酸リチウム誘導体
【００５２】
【化１０】
【００５３】
を１０％のジメチルカーボネートを含有するジ（ヘキサフルオロイソプロピル）カーボネートに溶解して、濃度０．５ｍｏｌ／ｄｍ³の電解液を調製し、交流二極式セルによりイオン伝導度を測定した。その結果、２５℃でのイオン伝導度は、０．８０ｍＳ／ｃｍであった。また、この電解液をろ紙にしみ込ませ、炎をあてて燃焼試験を行ったが全く燃焼しなかった。
【００５４】
次にこの電解液を用いてＬｉＣｏＯ₂を正極材料としてハーフセルを作製し、実際に電池の充放電試験を実施した。試験用セルは以下のように作製した。ＬｉＣｏＯ₂粉末９０％、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）５％、導電材としてアセチレンブラック５％を混合し、さらにＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを添加し、ペースト状にした。このペーストをアルミニウム箔上に塗布して、乾燥させることにより、試験用正極体とした。負極にはリチウム金属を使用した。そして、グラスファイバーフィルターをセパレーターとしてこのセパレータに電解液を浸み込ませてセルを組み立てた。
【００５５】
定電流充放電試験は、以下のような条件で実施した。充電、放電ともに電流密度０．３５ｍＡ／ｃｍ² で行い、充電は、４．２Ｖ、放電は、３．０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ⁺ ）まで行った。その結果、初回の放電容量は、１０８ｍＡｈ／ｇ（正極の容量）であった。また、２０回充放電を繰り返したが２０回目の容量は初回の８７％という結果が得られた。
【００５６】
さらに、この電解液を用いて天然黒鉛を負極材料としてハーフセルを作製し、実際に電池の充放電試験を実施した。試験用セルは以下のように作製した。天然黒鉛粉末９０％、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）１０％を混合し、さらにＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを添加し、スラリー状にした。このスラリーをニッケルメッシュ上に塗布して、１５０℃で１２時間乾燥させることにより、試験用負極体とした。対極にはリチウム金属を使用した。そして、グラスファイバーフィルターをセパレーターとしてこのセパレータに電解液を浸み込ませてハーフセルを組み立てた。次のような条件で定電流充放電試験を実施した。充電、放電ともに電流密度０．３ｍＡ／ｃｍ² で行い、充電は０．０Ｖ、放電は１．５Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ⁺ ）まで行った。その結果、初回の放電容量は、３１０ｍＡｈ／ｇであった。また、２０回充放電を繰り返したが２０回目の容量は初回の９４％という結果が得られた。また、この電解液をろ紙にしみ込ませ、炎をあてて燃焼試験を行ったが全く燃焼しなかった。
【００５７】
比較例１
ＬｉＰＦ₆をジ（ヘキサフルオロイソプロピル）カーボネートに溶解させるために添加したが、全く溶解しなかった。
【００５８】
次に、２０％のプロピレンカーボネートを含有するジ（ヘキサフルオロイソプロピル）カーボネートに濃度０．２ｍｏｌ／ｄｍ³になるようにＬｉＰＦ₆を添加したところ、ＬｉＰＦ₆は溶解したものの溶液が２相分離した。それぞれの相を分析したところ、一方はジ（ヘキサフルオロイソプロピル）カーボネートで、もう一方はＬｉＰＦ₆／プロピレンカーボネート溶液であった。
【００５９】
比較例２
ＬｉＰＦ₆、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＬｉＢＦ₄ 、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＬｉＳｂＦ₆ およびＬｉＣｌＯ₄ をそれぞれ、２，２−ビス（トリフルオロメチル）−１，３−ジオキソランに対する溶解テストを行った。その結果、どの電解質も全く溶解しなかった。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の電解液は、難燃性の溶媒が使用できるため、リチウム電池、リチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ等の電気化学ディバイス用として利用される従来の電解液に比べ、安全性の面で非常に優れている。

Claims

有機電解液を使用する電気化学ディバイスにおいて、有機電解液の主溶媒として含フッ素有機溶媒を用い、かつ電解質が一般式（１）で示される化学構造式よりなる化合物を含むことを特徴とするリチウム電池及びリチウムイオン電池用電解液。
Ａ^a+は、Ｌｉイオン、
Ｍは、Ｂ、またはＰ、
ａは、１、
ｂは、１、
ｐは、１、
ｍは、１〜３、
ｎは、０〜４、
ｑは、０または１をそれぞれ表し、
Ｘ¹は、Ｏ、
Ｒ¹とＲ²は、それぞれ独立で、Ｈ、Ｃ₁〜Ｃ₁₀のアルキル、またはＣ₁〜Ｃ₁₀のハロゲン化アルキル、
Ｒ³は、Ｃ₁〜Ｃ₁₀のアルキレン、Ｃ₁〜Ｃ₁₀のハロゲン化アルキレン、Ｃ_６〜Ｃ₂₀のアリール、またはＣ_６〜Ｃ₂₀のハロゲン化アリール、
Ｒ⁴は、ハロゲン、をそれぞれ表す。
含フッ素有機溶媒が、フッ素を含有するカーボネート類、エステル類、エーテル類、ラクトン類、ニトリル類、アミド類、またはスルホン類のうちの少なくとも一つからなることを特徴とする請求項１に記載のリチウム電池及びリチウムイオン電池用電解液。
有機電解液に電解質の解離促進剤として、誘電率１以上のヘテロ元素を含有する有機化合物を含有したことを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれかに記載のリチウム電池及びリチウムイオン電池用電解液。